ОбъяснЗадача 3.
В объемом V = 7,5 л при Т = 300 К находится смесь идеальных газов: ν1 = 0,1 моля О2, ν2 = 0,2 моля N2, ν3 = 0,3 моля СО2. Найти: давление в смеси и среднюю молекулярную массу данной смеси .
Дано: V = 7,5 л = 7,5·10–3 м3, Т = 300 К, ν1 = 0,1 моля О2, ν2 = 0,2 моля N2, ν3 = 0,3 моля СО2.
Решение. По определению в идеальном газе молекулы не взаимодействуют между собой, поэтому для смеси идеальных газов уравнение состояния (3.1) можно записать в виде:
,
откуда:
.
Для нахождения средней молярной массы смеси воспользуемся определением числа молей газа ν = m/M, где m и М – масса и молярная масса газа, соответственно.
Тогда:
. (1)
Введя среднюю молярную массу и массу смеси , получим:
pV = mRT/. (2)
Из сравнения (1) и (2) следует, что:
.
Заменяя mi = νiMi (i = 1, 2, 3) и , получим:
.ение:
Сначала лёд нужно нагреть от (t1= - 25град) до плавления ( t2=0град) .
Q1=c1*m*( t2 - t1). ( c1 -удельная теплоемкость льда=2100Дж/кг*град, m -масса=2кг) .
Q1=2100*2*( 0 - (-25))=105000Дж. Теперь расплавить
Q2=лямбда*m. ( лямбда - удельная теплота плавления ( льда) =334000Дж/кг) .
Q2=334000*2=668000Дж. Теперь образовавшуюся воду, нагреть до кипения ( t3=100град) .
Q3=c2*m*( t3 - t2). ( c2-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град) .
Q3=4200*2*( 100 - 0)=840000Дж. А теперь испарить
Q4=r*m. ( r -удельная теплота парообразования воды=2300000Дж/кг) .
Q4=2300000*2=4600000Дж. Общее затраченное тепло = сумме.
Q=Q1+Q2+Q3+Q4.
Q=105000 + 668000 + 840000 + 4600000=6213000Дж. ( 6,213МДж ( мегаджоулей) )
